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[Android5.1]開機動畫顯示工作流程分析

網上有很多關於android開機動畫顯示的分析,但大部分是針對於android的早期版本。在android5.1中,開機動畫顯示的工作流程做了一些修改,下面就針對android5.1,分析一下開機動畫的啟動、顯示和停止的整個過程。

1. bootanimation應用的啟動過程

Android系統開機動畫的顯示是由bootanimation應用實現的。

bootanimation在init.rc中的定義如下:

service bootanim /system/bin/bootanimation
    class core
    user graphics
    group graphics audio
    disabled
    oneshot

可見,由於設定為"disable",該應用在init啟動過程中是不會啟動的,需要其他地方顯示的呼叫才能啟動。那是什麼時候啟動的呢?當SurfaceFlinger服務啟動時,會修改系統屬性值ctl.start,通知init程序啟動bootanimation。

在早期的Android版本中,SurfaceFlinger服務是由SystemServer啟動的。但在Android5.1中,該服務是init程序啟動過程中就啟動了。在init.rc中能看到對該服務的描述:

service surfaceflinger /system/bin/surfaceflinger
    class core
    user system
    group graphics drmrpc
    onrestart restart zygote

SurfaceFlinger服務原始碼路徑為:frameworks\native\services\surfaceflinger

服務的入口在main_surfaceflinger.cpp中,具體為:

int main(int, char**) {
    // When SF is launched in its own process, limit the number of
    // binder threads to 4.
    ProcessState::self()->setThreadPoolMaxThreadCount(4);

    // start the thread pool
    sp<ProcessState> ps(ProcessState::self());
    ps->startThreadPool();

    // instantiate surfaceflinger
    sp<SurfaceFlinger> flinger = new SurfaceFlinger();

#if defined(HAVE_PTHREADS)
    setpriority(PRIO_PROCESS, 0, PRIORITY_URGENT_DISPLAY);
#endif
    set_sched_policy(0, SP_FOREGROUND);

    // initialize before clients can connect
    flinger->init();

    // publish surface flinger
    sp<IServiceManager> sm(defaultServiceManager());
    sm->addService(String16(SurfaceFlinger::getServiceName()), flinger, false);

    // run in this thread
    flinger->run();

    return 0;
}
主要工作是:新建一個SurfaceFlinger物件,然後呼叫其中的init()方法,最後呼叫其中的run()方法。

下面主要看一下SurfaceFlinger::init()方法,具體程式碼為:

void SurfaceFlinger::init() {
    ALOGI(  "SurfaceFlinger's main thread ready to run. "
            "Initializing graphics H/W...");

    ......

    // start boot animation
    startBootAnim();
}
可以看到,最後呼叫了startBootAnim()。該函式程式碼如下:
void SurfaceFlinger::startBootAnim() {
    // start boot animation
    property_set("service.bootanim.exit", "0");
    property_set("ctl.start", "bootanim");
}

可見,將系統屬性ctl.start的值設定為"bootanim"。

回到init程序的init.c的main函式中:

int main(int argc, char **argv) {

.......

for(;;) {

.......

        nr = poll(ufds, fd_count, timeout);
        if (nr <= 0)
            continue;

        for (i = 0; i < fd_count; i++) {
            if (ufds[i].revents & POLLIN) {
                if (ufds[i].fd == get_property_set_fd())
                    handle_property_set_fd();
                else if (ufds[i].fd == get_keychord_fd())
                    handle_keychord();
                else if (ufds[i].fd == get_signal_fd())
                    handle_signal();
            }
        }
    }
}
可以看到,init程序會使用poll機制來輪詢事件,其中一個事件是系統屬性值被修改。得到該事件後,會執行handle_property_set_fd(),程式碼如下:
if(memcmp(msg.name,"ctl.",4) == 0) {
            // Keep the old close-socket-early behavior when handling
            // ctl.* properties.
            close(s);
            if (check_control_mac_perms(msg.value, source_ctx)) {
                handle_control_message((char*) msg.name + 4, (char*) msg.value);
            } else {
                ERROR("sys_prop: Unable to %s service ctl [%s] uid:%d gid:%d pid:%d\n",
                        msg.name + 4, msg.value, cr.uid, cr.gid, cr.pid);
            }
        } 

該函式會進一步執行handle_control_message(),傳入的引數msg.name=ctl.start,msg.value=bootanim。

void handle_control_message(const char *msg, const char *arg)
{
    if (!strcmp(msg,"start")) {
        msg_start(arg);
    } else if (!strcmp(msg,"stop")) {
        msg_stop(arg);
    } else if (!strcmp(msg,"restart")) {
        msg_restart(arg);
    } else {
        ERROR("unknown control msg '%s'\n", msg);
    }
}
由於msg == "start",handle_control_message進一步執行msg_start(),且傳入的arg引數等於bootanim。msg_start程式碼如下:
static void msg_start(const char *name)
{
    struct service *svc = NULL;
    char *tmp = NULL;
    char *args = NULL;

    if (!strchr(name, ':'))
        svc = service_find_by_name(name);
    else {
        tmp = strdup(name);
        if (tmp) {
            args = strchr(tmp, ':');
            *args = '\0';
            args++;

            svc = service_find_by_name(tmp);
        }
    }

    if (svc) {
        service_start(svc, args);
    } else {
        ERROR("no such service '%s'\n", name);
    }
    if (tmp)
        free(tmp);
}
該函式首先呼叫service_find_by_name(),從service_list中查詢要啟動的服務是否有存在,若存在,返回服務的相關資訊。因為init.rc中有bootanimation的定義,因此在init程序執行parse_config()時,會將該服務新增到service_list中,所以bootanimation應用是存在的。然後,如果找到了該服務,就呼叫service_start啟動服務。

到此,bootanimation應用就啟動了。

2. 開機動畫的顯示過程

下面,開始分析bootanimation是如何繪製並在螢幕上顯示開機動畫的。

程式碼路徑為:frameworks\base\cmds\bootanimation。包括以下幾個檔案:

Android.mk -----------  編譯檔案   

BootAnimation.cpp ----------- BootAnimation類的定義和實現

BootAnimation.h ----------- BootAnimation的宣告

BootAnimation_main.cpp ----------- 程式入口

AudioPlayer.cpp ----------- 視訊播放類的定義和實現

AudioPlayer.h ----------- 視訊播放類的宣告

先看一下bootanimation的入口,BootAnimation_main.cpp中的main函式:

int main(int argc, char** argv)
{
#if defined(HAVE_PTHREADS)
    setpriority(PRIO_PROCESS, 0, ANDROID_PRIORITY_DISPLAY);
#endif

    char value[PROPERTY_VALUE_MAX];
    property_get("debug.sf.nobootanimation", value, "0");
    int noBootAnimation = atoi(value);
    ALOGI_IF(noBootAnimation,  "boot animation disabled");
    if (!noBootAnimation) {
        sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());
        ProcessState::self()->startThreadPool();
        
        sp<BootAnimation> boota = new BootAnimation();     

        IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
    }
    return 0;
}

Main函式首先獲取屬性"debug.sf.nobootanimation"的值並判斷,如果為1,函式退出,開機動畫就不會顯示了。如果為0,會開啟一個binder執行緒池,用來在開機動畫的過程中,與SurfaceFlinger通訊,接著建立一個BootAnimation物件,該物件就是用來顯示開機動畫的。下面看一下BootAnimation類的宣告:

class BootAnimation : public Thread, public IBinder::DeathRecipient
{
public:
                BootAnimation();
    virtual     ~BootAnimation();  
    .......
private:
    virtual bool        threadLoop();
    virtual status_t    readyToRun();
    virtual void        onFirstRef();
    virtual void        binderDied(const wp<IBinder>& who);
 
    status_t initTexture(Texture* texture, AssetManager& asset, const char* name);
    status_t initTexture(const Animation::Frame& frame);
    bool android();
    bool readFile(const char* name, String8& outString);
    bool movie();
    ......
};
可見,BootAnimation類繼承了Thread類和IBinder::DeathRecipient類,其中幾個重寫函式的說明如下:
onFirstRef() ----- 屬於其父類RefBase,該函式在強引用sp新增引用計數時呼叫,就是當有sp包裝的類初始化的時候呼叫;
binderDied() ----- 當物件死掉或者其他情況導致該Binder結束時,就會回撥binderDied()方法;
readyToRun() ----- Thread執行前的初始化工作;
threadLoop() ----- 每個執行緒類都要實現的,在這裡定義thread的執行內容。這個函式如果返回true,且沒有requestExist()沒有被呼叫,則該函式會再次執行;如果返回false,則threadloop中的內容僅僅執行一次,執行緒就會退出。

其他主要函式的說明如下:

android() ----- 顯示系統預設的開機畫面;

movie() ----- 顯示使用者自定義的開機動畫。

BootAnimationL類的建構函式:

BootAnimation::BootAnimation() : Thread(false), mZip(NULL),mfd(-1) 
{
    mSession = new <span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">SurfaceComposerClient</span>();
}

主要是new一個SurfaceComposerClient物件,用來和SurfaceFlinger進行binder程序間通訊。

由於在BootAnimation_main.cpp的main函式建立BootAnimation物件時,使用了智慧指標引用,因此還會呼叫onFirstRef()函式:

void BootAnimation::onFirstRef() {
    status_t err = mSession->linkToComposerDeath(this);
    ALOGE_IF(err, "linkToComposerDeath failed (%s) ", strerror(-err));
    if (err == NO_ERROR) {
        run("BootAnimation", PRIORITY_DISPLAY);
    }
}
該函式啟動了一個BootAnimation執行緒,用於顯示開機動畫。由於BootAnimation繼承了Thread類,當呼叫父類的run()時,會在在這個執行緒執行前,呼叫readyToRun(),進行一些初始化工作。
status_t BootAnimation::readyToRun() {
    mAssets.addDefaultAssets();

    sp<IBinder> dtoken(SurfaceComposerClient::getBuiltInDisplay(
            ISurfaceComposer::eDisplayIdMain));
    DisplayInfo dinfo;
    status_t status = SurfaceComposerClient::getDisplayInfo(dtoken, &dinfo);
    if (status)
        return -1;    
    sp<SurfaceControl> control = session()->createSurface(String8("BootAnimation"),
           dinfo.w, dinfo.h, PIXEL_FORMAT_RGB_565);   
    sp<Surface> s = control->getSurface();

    // initialize opengl and egl
    const EGLint attribs[] = {
            EGL_RED_SIZE,   8,
            EGL_GREEN_SIZE, 8,
            EGL_BLUE_SIZE,  8,
            EGL_DEPTH_SIZE, 0,
            EGL_NONE
    };
    EGLint w, h, dummy;
    EGLint numConfigs;
    EGLConfig config;
    EGLSurface surface;
    EGLContext context;

    EGLDisplay display = eglGetDisplay(EGL_DEFAULT_DISPLAY);

    eglInitialize(display, 0, 0);
    eglChooseConfig(display, attribs, &config, 1, &numConfigs);
    surface = eglCreateWindowSurface(display, config, s.get(), NULL);
    context = eglCreateContext(display, config, NULL, NULL);
    eglQuerySurface(display, surface, EGL_WIDTH, &w);
    eglQuerySurface(display, surface, EGL_HEIGHT, &h);

    if (eglMakeCurrent(display, surface, surface, context) == EGL_FALSE)
        return NO_INIT;

    mDisplay = display;
    mContext = context;
    mSurface = surface;
    mWidth = w;
    mHeight = h;
    mFlingerSurfaceControl = control;
    mFlingerSurface = s;

    // If the device has encryption turned on or is in process
    // of being encrypted we show the encrypted boot animation.
    char decrypt[PROPERTY_VALUE_MAX];
    property_get("vold.decrypt", decrypt, "");

    bool encryptedAnimation = atoi(decrypt) != 0 || !strcmp("trigger_restart_min_framework", decrypt);

    ZipFileRO* zipFile = NULL;
    if ((encryptedAnimation &&
            (access(SYSTEM_ENCRYPTED_BOOTANIMATION_FILE, R_OK) == 0) &&
            ((zipFile = ZipFileRO::open(SYSTEM_ENCRYPTED_BOOTANIMATION_FILE)) != NULL)) ||            
            ((access(OEM_BOOTANIMATION_FILE, R_OK) == 0) &&
            ((zipFile = ZipFileRO::open(OEM_BOOTANIMATION_FILE)) != NULL)) ||
            ((access(SYSTEM_BOOTANIMATION_FILE, R_OK) == 0) &&
            ((zipFile = ZipFileRO::open(SYSTEM_BOOTANIMATION_FILE)) != NULL))) {
        mZip = zipFile;
    }
    return NO_ERROR;
}

readyToRun函式主要做了一下幾個工作:

第一,呼叫SurfaceComposerClient物件mSession的成員函式createSurface,獲得一個SurfaceControl物件control,然後呼叫control的成員函式getSurface,獲得一個Surface物件s。control和s都可以與SurgaceFlinger通過binder進行通訊。

第二,初始化IOPENEGL和EGL。主要是四個引數:EGLDisplay物件display,用來描述一個EGL顯示屏;EGLConfig物件config,用來描述一個EGL幀緩衝區配置引數;EGLSurface物件surface,用來描述一個EGL繪圖表面;EGLContext物件context,用來描述一個EGL繪圖上下文。

第三,讀取動畫檔案。動畫檔案的讀取是按順序進行的,如果讀取成功,則不再讀取後續的檔案,如果失敗,則讀取下一個檔案。順序如下:

1--如果裝置的加密功能已經開啟,或者裝置正在進行加密,則讀取加密開機動畫檔案,路徑為

#define SYSTEM_ENCRYPTED_BOOTANIMATION_FILE "/system/media/bootanimation-encrypted.zip"

2--OEM廠商指定的開機動畫,路徑為:

#define OEM_BOOTANIMATION_FILE "/oem/media/bootanimation.zip"
3--系統開機動畫,路徑為:
#define SYSTEM_BOOTANIMATION_FILE "/system/media/bootanimation.zip"

執行緒的初始化工作完成後,就要進入執行緒的主體函式,完成開機動畫的繪製和顯示。具體函式為threadLoop():

bool BootAnimation::threadLoop()
{
    bool r;
    // We have no bootanimation file, so we use the stock android logo
    // animation.
    if (mZip == NULL) {
        r = android();
    } else {
        r = movie();
    }

    eglMakeCurrent(mDisplay, EGL_NO_SURFACE, EGL_NO_SURFACE, EGL_NO_CONTEXT);
    eglDestroyContext(mDispl</span><span style="font-size:14px;">ay, mSurface);
    mFlingerSurface.clear();
    mFlingerSurfaceControl.clear();
    eglTerminate(mDisplay);
    IPCThreadState::self()->stopProcess();
    return r;
}

這個函式流程比較簡單,首先判斷自定義的開機動畫檔案mZip是否存在,如果存在就呼叫movie()完成自定義開機畫面的顯示;如果不存在,呼叫android()完成系統預設開機畫面的顯示。然後進行開機動畫顯示後的銷燬、釋放工作,主要就是readyToRun中初始化的一些EGL物件。最後終止執行緒,並return。注意,movie()和android()的返回值都是false,因此執行緒結束也會返回false。threadLoop()函式如果返回值為false,則該函式中的內容只會執行一次;如果返回true,則會不停的執行。這裡返回false,因此只會執行一次。

 android()程式碼如下:

bool BootAnimation::android()
{
    initTexture(&mAndroid[0], mAssets, "images/android-logo-mask.png");
    initTexture(&mAndroid[1], mAssets, "images/android-logo-shine.png");
    
    // clear screen
    glShadeModel(GL_FLAT);
    glDisable(GL_DITHER);
    glDisable(GL_SCISSOR_TEST);
    glClearColor(0,0,0,1);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    eglSwapBuffers(mDisplay, mSurface);

    glEnable(GL_TEXTURE_2D);
    glTexEnvx(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_REPLACE);

    const GLint xc = (mWidth  - mAndroid[0].w) / 2;
    const GLint yc = (mHeight - mAndroid[0].h) / 2;
    const Rect updateRect(xc, yc, xc + mAndroid[0].w, yc + mAndroid[0].h);

    glScissor(updateRect.left, mHeight - updateRect.bottom, updateRect.width(),
            updateRect.height());

    // Blend state
    glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
    glTexEnvx(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_REPLACE);

    const nsecs_t startTime = systemTime();
    do {
        nsecs_t now = systemTime();
        double time = now - startTime;
        float t = 4.0f * float(time / us2ns(16667)) / mAndroid[1].w;
        GLint offset = (1 - (t - floorf(t))) * mAndroid[1].w;
        GLint x = xc - offset;

        glDisable(GL_SCISSOR_TEST);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

        glEnable(GL_SCISSOR_TEST);
        glDisable(GL_BLEND);
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, mAndroid[1].name);
        glDrawTexiOES(x,                 yc, 0, mAndroid[1].w, mAndroid[1].h);
        glDrawTexiOES(x + mAndroid[1].w, yc, 0, mAndroid[1].w, mAndroid[1].h);

        glEnable(GL_BLEND);
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, mAndroid[0].name);
        glDrawTexiOES(xc, yc, 0, mAndroid[0].w, mAndroid[0].h);

        EGLBoolean res = eglSwapBuffers(mDisplay, mSurface);
        if (res == EGL_FALSE)
            break;

        // 12fps: don't animate too fast to preserve CPU
        const nsecs_t sleepTime = 83333 - ns2us(systemTime() - now);
        if (sleepTime > 0)
            usleep(sleepTime);

        checkExit();
    } while (!exitPending());

    glDeleteTextures(1, &mAndroid[0].name);
    glDeleteTextures(1, &mAndroid[1].name);
    return false;
}

首先,呼叫initTexture讀取android系統預設的開機動畫圖片,生成紋理物件,並放在mAndroid陣列中。開機動畫圖片共兩張:android-logo-mask.png和android-logo-shine.png,存放在frameworks\base\core\res\assets\images路徑下。其中android-logo-mask.png是黑底白字“android”字樣;android-logo-shine.png是黑白漸變的顯示背景。接著,clear screen。然後,在do...while迴圈中渲染兩個紋理物件,從而生成開機動畫。在迴圈語句最後會執行checkExit()函式。

void BootAnimation::checkExit() {
    // Allow surface flinger to gracefully request shutdown
    char value[PROPERTY_VALUE_MAX];
    property_get(EXIT_PROP_NAME, value, "0");
    int exitnow = atoi(value);
    if (exitnow) {
        requestExit();
        if (mAudioPlayer != NULL) {
            mAudioPlayer->requestExit();
        }
    }
}

首先呼叫property_get獲取屬性EXIT_PROP_NAME的值。

#define EXIT_PROP_NAME "service.bootanim.exit"

然後判斷該值,如果為1,則呼叫requestExit()要求退出當前執行緒,該函式是非同步的。

回到android()程式碼:

while (!exitPending());
呼叫exitPending(),改函式判斷requestExit()是否被呼叫過,如果呼叫過則返回true,否則為false。

這樣,當屬性“service.bootanim.exit”值被設為"1"時,android()就會呼叫requestExit(),exitPending()返回值為true。於是do...while()迴圈就會退出,開機動畫繪製就會結束。

至於什麼時候是哪個服務將屬性“service.bootanim.exit”的值設定為1的,我們後面講開機動畫的停止的時候會提到。

下面分析一下movie()函式的具體實現。由於函式比較長,所以這裡分段分析。

    String8 desString;

    if (!readFile("desc.txt", desString)) {
        return false;
    }
    char const* s = desString.string();

    // Create and initialize an AudioPlayer if we have an audio_conf.txt file
    String8 audioConf;
    if (readFile("audio_conf.txt", audioConf)) {
        mAudioPlayer = new AudioPlayer;
        if (!mAudioPlayer->init(audioConf.string())) {
            ALOGE("mAudioPlayer.init failed");
            mAudioPlayer = NULL;
        }
    }
這段程式碼作用是讀取開機動畫檔案mZip中的描述檔案“desc.txt”。每個動畫檔案壓縮包中必須要包含一個desc.txt,該檔案用來描述開機動畫如何顯示。下面以一個示例來分析一下該檔案:
480 800 30
p 1 0  folder0 
p 0 10 folder1

第一行:前兩個是開機動畫在螢幕上顯示的畫素大小,分別為寬度和高度。第三個數字為每秒顯示的幀數。

下面兩行描述開機動畫檔案及顯示的次數和間隔時間,每一行為一個片段。第一項型別,如p或c;第二項為該動畫檔案顯示的次數,“0”表示重複顯示;第三項為兩次顯示的間隔時間;第四項為動畫檔案。比如,"p 1 0 folder0"表示folder0資料夾中的動畫只顯示一次;”p 0 10 folder1“表示folder1中的動畫檔案重複顯示,且兩次顯示的間隔時間為10秒。

    // Parse the description file
    for (;;) {
        const char* endl = strstr(s, "\n");
        if (!endl) break;
        String8 line(s, endl - s);
        const char* l = line.string();
        int fps, width, height, count, pause;
        char path[ANIM_ENTRY_NAME_MAX];
        char color[7] = "000000"; // default to black if unspecified

        char pathType;
        if (sscanf(l, "%d %d %d %d", &width, &height, &fps, &flg) >= 3) {
            //ALOGD("> w=%d, h=%d, fps=%d, flg=%d", width, height, fps, flg);
            animation.width = width;
            animation.height = height;
            animation.fps = fps;
        }
        else if (sscanf(l, " %c %d %d %s #%6s", &pathType, &count, &pause, path, color) >= 4) {
            // ALOGD("> type=%c, count=%d, pause=%d, path=%s, color=%s", pathType, count, pause, path, color);
            Animation::Part part;
            part.playUntilComplete = pathType == 'c';
            part.count = count;
            part.pause = pause;
            part.path = path;
            part.audioFile = NULL;
            if (!parseColor(color, part.backgroundColor)) {
                ALOGE("> invalid color '#%s'", color);
                part.backgroundColor[0] = 0.0f;
                part.backgroundColor[1] = 0.0f;
                part.backgroundColor[2] = 0.0f;
            }
            animation.parts.add(part);
        }

        s = ++endl;
    }

上面這段程式碼主要是解析上面讀取的desc.txt,並將相關引數儲存到Animation物件animation中。

    // read all the data structures
    const size_t pcount = animation.parts.size();
    void *cookie = NULL;
    if (!mZip->startIteration(&cookie)) {
        return false;
    }

    ZipEntryRO entry;
    char name[ANIM_ENTRY_NAME_MAX];
    while ((entry = mZip->nextEntry(cookie)) != NULL) {
        const int foundEntryName = mZip->getEntryFileName(entry, name, ANIM_ENTRY_NAME_MAX);
        if (foundEntryName > ANIM_ENTRY_NAME_MAX || foundEntryName == -1) {
            ALOGE("Error fetching entry file name");
            continue;
        }

        const String8 entryName(name);
        const String8 path(entryName.getPathDir());
        const String8 leaf(entryName.getPathLeaf());
        if (leaf.size() > 0) {
            for (size_t j=0 ; j<pcount ; j++) {
                if (path == animation.parts[j].path) {
                    int method;
                    // supports only stored png files
                    if (mZip->getEntryInfo(entry, &method, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL)) {
                        if (method == ZipFileRO::kCompressStored) {
                            FileMap* map = mZip->createEntryFileMap(entry);
                            if (map) {
                                Animation::Part& part(animation.parts.editItemAt(j));
                                if (leaf == "audio.wav") {
                                    // a part may have at most one audio file
                                    part.audioFile = map;
                                } else {
                                    Animation::Frame frame;
                                    frame.name = leaf;
                                    frame.map = map;
                                    part.frames.add(frame);
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

    mZip->endIteration(cookie);

上面這段程式碼是讀取每個片段中的png圖片,並儲存在animation.parts.frames中。下面就開始將開機動畫繪製到螢幕上,程式碼如下:
    // clear screen
    glShadeModel(GL_FLAT);
    glDisable(GL_DITHER);
    glDisable(GL_SCISSOR_TEST);
    glDisable(GL_BLEND);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

    eglSwapBuffers(mDisplay, mSurface);

    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
    glEnable(GL_TEXTURE_2D);
    glTexEnvx(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_REPLACE);
    glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
    glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
    glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
    glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);

    const int xc = (mWidth - animation.width) / 2;
    const int yc = ((mHeight - animation.height) / 2);
    nsecs_t lastFrame = systemTime();
    nsecs_t frameDuration = s2ns(1) / animation.fps;

    Region clearReg(Rect(mWidth, mHeight));
    clearReg.subtractSelf(Rect(xc, yc, xc+animation.width, yc+animation.height));

    for (size_t i=0 ; i<pcount ; i++) {
        const Animation::Part& part(animation.parts[i]);
        const size_t fcount = part.frames.size();
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);

        for (int r=0 ; !part.count || r<part.count ; r++) {
            // Exit any non playuntil complete parts immediately
            if(exitPending() && !part.playUntilComplete)
                break;

            // only play audio file the first time we animate the part
            if (r == 0 && mAudioPlayer != NULL && part.audioFile) {
                mAudioPlayer->playFile(part.audioFile);
            }<span style="white-space:pre">		</span>        

            for (size_t j=0 ; j<fcount && (!exitPending() || part.playUntilComplete) ; j++) {
                const Animation::Frame& frame(part.frames[j]);
                nsecs_t lastFrame = systemTime();

                if (r > 0) {
                    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, frame.tid);
                } else {
                    if (part.count != 1) {
                        glGenTextures(1, &frame.tid);
                        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, frame.tid);
                        glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
                        glTexParameterx(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
                    }
                    initTexture(frame);
                }

                if (!clearReg.isEmpty()) {
                    Region::const_iterator head(clearReg.begin());
                    Region::const_iterator tail(clearReg.end());
                    glEnable(GL_SCISSOR_TEST);
                    while (head != tail) {
                        const Rect& r(*head++);
                        glScissor(r.left, mHeight - r.bottom,
                                r.width(), r.height());
                        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
                    }
                    glDisable(GL_SCISSOR_TEST);
                }
                glDrawTexiOES(xc, yc, 0, animation.width, animation.height);
                eglSwapBuffers(mDisplay, mSurface);

                nsecs_t now = systemTime();
                nsecs_t delay = frameDuration - (now - lastFrame);
                //ALOGD("%lld, %lld", ns2ms(now - lastFrame), ns2ms(delay));
                lastFrame = now;

                if (delay > 0) {
                    struct timespec spec;
                    spec.tv_sec  = (now + delay) / 1000000000;
                    spec.tv_nsec = (now + delay) % 1000000000;
                    int err;
                    do {
                        err = clock_nanosleep(CLOCK_MONOTONIC, TIMER_ABSTIME, &spec, NULL);
                    } while (err<0 && errno == EINTR);
                }

                checkExit();
            }

            usleep(part.pause * ns2us(frameDuration));

            // For infinite parts, we've now played them at least once, so perhaps exit
            if(exitPending() && !part.count)
                break;
        }

        // free the textures for this part
        if (part.count != 1) {
            for (size_t j=0 ; j<fcount ; j++) {
                const Animation::Frame& frame(part.frames[j]);
                glDeleteTextures(1, &frame.tid);
            }
        }
    }
    
    return false;
}
首先,呼叫一堆EGL-api清理螢幕。然後執行for迴圈完成動畫的顯示。按照desc.txt中定義的片段的順序進行動畫繪製。每個片段中的png檔案逐個顯示。我們注意到,上面的程式碼中也出現了checkExit()和exitPending()這對函式,具體主要在講android()時已經說明了。

到此,開機動畫的顯示流程就完成了。下面,分析一下開機動畫是怎麼停止的。

3 開機動畫的停止

當SystemServer將系統中的關鍵服務啟動完成後,會啟動桌面啟動器Launcher。Launcher啟動後,會向ActivityManagerService傳送一個Activity元件空閒通知,AMS收到該通知後,就會呼叫成員函式enableScreenAfterBoot()停止開機動畫,以便讓螢幕顯示桌面。enableScreenAfterBoot()程式碼如下:

void enableScreenAfterBoot() {
        EventLog.writeEvent(EventLogTags.BOOT_PROGRESS_ENABLE_SCREEN,
                SystemClock.uptimeMillis());
        mWindowManager.enableScreenAfterBoot();

        synchronized (this) {
            updateEventDispatchingLocked();
        }
    }
可見,該函式進一步呼叫WindowManagerService物件mWindowManager的成員函式enableScreenAfterBoot。該函式程式碼如下:
public void enableScreenAfterBoot() {
        synchronized(mWindowMap) {
            ......
            if (mSystemBooted) {
                return;
            }
            mSystemBooted = true;
            hideBootMessagesLocked();
            // If the screen still doesn't come up after 30 seconds, give
            // up and turn it on.
            mH.sendEmptyMessageDelayed(H.BOOT_TIMEOUT, 30*1000);
        }

        mPolicy.systemBooted();

        performEnableScreen();
    }

成員變數mSystemBooted用來標識系統是否已經啟動,true代表啟動,false代表未啟動。這裡,應該是false。因此,程式會繼續往下執行,先把mSystemBooted設為true,然後呼叫performEnableScreen。程式碼如下:
public void performEnableScreen() {
        synchronized(mWindowMap) {
            ......
            if (mDisplayEnabled) {
                return;
            }
            if (!mSystemBooted && !mShowingBootMessages) {
                return;
            }

            // Don't enable the screen until all existing windows have been drawn.
            if (!mForceDisplayEnabled && checkWaitingForWindowsLocked()) {
                return;
            }

            if (!mBootAnimationStopped) {
                // Do this one time.
                try {
                    IBinder surfaceFlinger = ServiceManager.getService("SurfaceFlinger");
                    if (surfaceFlinger != null) {
                        //Slog.i(TAG, "******* TELLING SURFACE FLINGER WE ARE BOOTED!");
                        Parcel data = Parcel.obtain();
                        data.writeInterfaceToken("android.ui.ISurfaceComposer");
                        surfaceFlinger.transact(IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION, // BOOT_FINISHED
                                data, null, 0);
                        data.recycle();
                    }
                } catch (RemoteException ex) {
                    Slog.e(TAG, "Boot completed: SurfaceFlinger is dead!");
                }
                mBootAnimationStopped = true;
            }

        ......
    }
可以看到,通過Binder機制,向SurfaceFlinger服務傳送一個“IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION”請求,通知SurfaceFlinger停止開機動畫。

SurfaceFlinger中處理該請求的函式為bootFinished。程式碼如下:

void SurfaceFlinger::bootFinished()
{
    const nsecs_t now = systemTime();
    const nsecs_t duration = now - mBootTime;
    ALOGI("Boot is finished (%ld ms)", long(ns2ms(duration)) );
    mBootFinished = true;

    // wait patiently for the window manager death
    const String16 name("window");
    sp<IBinder> window(defaultServiceManager()->getService(name));
    if (window != 0) {
        window->linkToDeath(static_cast<IBinder::DeathRecipient*>(this));
    }

    // stop boot animation
    // formerly we would just kill the process, but we now ask it to exit so it
    // can choose where to stop the animation.
    property_set("service.bootanim.exit", "1");
}
可以看到,該函式將屬性“service.bootanim.exit”設定為"1"。在第2節分析android()程式碼的時候,我們講到:當屬性“service.bootanim.exit”值被設為"1"時,android()就會退出,開機動畫顯示自然也就結束了。由於android()退出且返回值為false,BootAnimation::threadLoop()執行緒也就結束了。再回到BootAnimation.cpp的main()函式中,threadLoop()執行緒結束,main函式也就結束,至此,bootanimaiton程序就自行結束,開機動畫的顯示完成了。

這裡注意:在android之前版本中,bootFinished不是設定屬性“service.bootanim.exit”,而是呼叫:

property_set("ctl.stop", "bootanim");

這樣,init程序會直接kill掉bootanimation程序,從而結束開機動畫的顯示。

4 開機音樂的實現

使用MediaPlay實現,思路大致如下:

Makefile檔案中新增:

LOCAL_SHARED_LIBRARIES += \
    libmedia
BootAnimation.cpp中新增:
#include <system/audio.h>


bool BootAnimation :: soundplay()
{
    mfd = open(xxxxx, O_RDONLY); //xxxxx為音樂檔案
    
    mp = new MediaPlayer();
    mp->setDataSource(mfd, 0, 0x7ffffffffffffffLL);
    mp->setAudioStreamType(/*AUDIO_STREAM_MUSIC*/AUDIO_STREAM_SYSTEM);
    mp->prepare();
    mp->start();
}

bool BootAnimation::soundstop()
{
    if (mp != NULL) 
        mp->stop();
}
在movie()中,播放開機動畫前呼叫soundplay,結束時呼叫soundstop。